c# - 如何使乘法运算符(*)表现为短路？

Question

我有很多计算，特别是乘法，其中第一部分有时为零，在这种情况下我不想计算第二个操作数。 C#中至少有两个短路运算符:&&和 ||仅在必要时评估第二个操作数。我想用乘法运算符实现类似的行为。

在 .net 中你不能重载 &&运算符直接，但你可以重载 &和 false运算符，因此您可以使用扩展点来更改短路运算符的行为。您可以在这篇文章中找到更多详细信息 C# operator overloading: the ‘&&’ operator

是否有任何方法可以实现乘法运算符的这种或类似行为？

这是一道纯语法题，因为实现起来很简单。下一个方法在功能方面完全实现了我想要的:

public static double ShortCircuitMultiply(double val, Func<double> anotherValue)
{
    var epsilon = 0.00000001;
    return Math.Abs(val) < epsilon ? 0 : val * anotherValue();
}

注意:此实现并不完整:在 C# 中，如果您乘以 0.0和 Double.NaN或 Double.NegativeInfinity或 Double.PositiveInfinity ，你会得到 NaN , 但就 ShortCircuitMultiply 而言- 只有零。让我们忽略这个细节，它在我的领域中真的无关紧要。

所以现在如果我称它为 ShortCircuitMultiply(0.0, longOperation)其中 longOperation是Func<double> ，最后一项将不会被评估，并且操作的结果将有效地为零。

问题是，正如我已经说过的，我会有很多 ShortCircuitMultiply电话，我想让代码更具可读性。我希望代码类似于 0.0 * longOperation()如果可能的话。

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另一个注意事项:我尝试在 double 上构建包装器并创建隐式转换以加倍并重载 *运算符(operator)。我明白，这可能是多余的:我想实现可读性，但试图构建 yet another wrapper .无论如何，下一段代码展示了我的意图:

class MyDouble
{
    double value;
    public MyDouble(double value)
    {
        this.value = value; 
    }

    public static MyDouble operator *(MyDouble left, MyDouble right) 
    {
        Console.WriteLine ("* operator call");
        return new MyDouble(left.value * right.value);
    }

    public static implicit operator double(MyDouble myDouble)
    {
        Console.WriteLine ("cast to double");
        return myDouble.value;
    }

    public static implicit operator MyDouble(double value)
    {
        Console.WriteLine ("cast to MyDouble");
        return new MyDouble(value);
    }
}

现在如果我去:

MyDouble zero = 0;

Console.WriteLine (zero * longOperation()); //longOperation is still Func<double>

我收到了:

cast to MyDouble            
called longOperation        <-- want to avoid this (it's printed from longOperation body)
cast to double             
cast to MyDouble
* operator call
cast to double   
0

但如您所见，longOperation在调用重载运算符之前很久就被评估了，我不能用 Func 替换其中一个参数或 Expression让它变得懒惰。

Answer 1

没有办法轻易地做你想做的事。 C# 语言是一种非常“渴望”的语言，因为它总是在运行运算符之前评估操作数，即使您注意到，您可能会通过了解另一个来跳过一个。唯一的异常(exception)是 ? : ，及其等价物，&& , ||和 ?? . (所有这些都可以减少到 ? : 。)

正如您正确指出的那样，您可以通过使用 lambda 来实现惰性；一个Func<T>代表 T这将按需计算。但正如您也正确注意到的那样，这样做的语法相当重量级。

如果你必须有惰性算法，请考虑用 Haskell 编写你的程序。它非常懒惰，而且我认为定义自己的运算符语义非常容易。 F# 也是一个选项，对于 C# 程序员来说可能更容易学习。